Investigação da reconstrução tomográfica utilizando transdutores distribuídos de ultrassom.

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Cardona Cardenas, Diego Armando
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Distorted born Iierative method; Espalhamento; Priors; Quantitative reconstruction; Reflection; Scattering; Simulation; Tomografia; Transmission; Ultrasonography; Ultrassom; Ultrassonografia
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3154/tde-10042018-084731/

A Ultrassonografia é uma ferramenta que vem sendo bastante utilizada pelas equipes médicas para diagnosticar e monitorar diferentes doenças. Isto pode ser explicado pelo fato de ser não invasiva e ser livre de radiação ionizante. A tomografia por ultrassom (USCT), uma das classes de ultrassonografia, é apresentada como uma alternativa promissora, de baixo custo, na avaliação de patologias e tumores nas glândulas mamárias. Apesar disso, a eficiência dos algoritmos desenvolvidos para o USCT depende tanto dos seus parâmetros iniciais como das características dos objetos dentro do meio de propagação (refletividade, tamanho, contraste). Para melhorar os resultados dos algoritmos de USCT é comum inicializar estes algoritmos com informação anatômica da região a ser reconstruída (Priors). Apesar das melhoras, para baixos contrastes, os efeitos das alterações nos Priors sobre estes algoritmos não são claros, e além disso, não existem estudos sobre a geração e uso de Priors para altos contrastes. Neste trabalho foi investigada a reconstrução tomográfica quantitativa por ultrassom, desde informações provenientes da reflexão, transmissão e espalhamento das ondas de ultrassom, com o intuito de diminuir o erro nos algoritmos de USCT e gerar melhores Priors para múltiplos contrastes. Para este propósito, através de simulações, foram estudadas técnicas que usam a reflexão como caminho para conhecer regiões (máscara por reflexão) ou para inferir bordas dos objetos dentro do meio (Abertura Sintética de Transmissão (STA)), técnicas que assumem transmissão linear do som oferecendo uma ideia da velocidade dentro do meio (Técnicas de Reconstrução Algébrica (ART)) e algoritmos que usam a difração do som (Distorted Born Iterative Method (DBIM)) para, segundo certos limites, inferir melhor tanto bordas como velocidade dos objetos dentro do meio. Também foi analisada como esta última técnica se comporta diante de diversas inicializações (Priors). Como resultados e conclusões neste trabalho mostrou-se: como o aumento do contraste no meio gera os piores resultados do DBIM; perante a boas inicializações do meio de propagação, o algoritmo, independentemente do contraste, tende a gerar boas reconstruções; o uso de estratégias que delimitem ou diminuam o número de variáveis a serem encontradas (máscara por reflexão) junto com o DBIM possibilita uma convergência mais rápida e melhora desempenho deste; inicializar os objetos dentro do meio de propagação (Priors) com áreas maiores do que as esperadas, oferece melhores resultados no DBIM do que trabalhar com áreas menores; informações qualitativas provenientes da reflexão (STA) são relevantes e aumentam a sua importância conforme aumenta o contraste estudado; através dos algoritmos ART, é possível uma delimitação inicial dos objetos dentro do meio para certos contrastes. Estas informações quantitativas podem ser melhoradas por meio da execução conjunta do ART com uma variação do Modified Median Filter aqui proposta.